MK
摩柯社区 - 一个极简的技术知识社区
AI 面试

Visual Basic结构化编程与模块化设计

2021-04-034.4k 阅读

Visual Basic结构化编程

结构化编程基础概念

结构化编程是一种编程范型，它倡导使用顺序、选择和循环这三种基本控制结构来构建程序逻辑。在Visual Basic中，这种编程方式能够让代码更加清晰、易读且易于维护。

顺序结构是程序中最基本的结构，它按照语句出现的先后顺序依次执行。例如：

Dim num1 As Integer
Dim num2 As Integer
num1 = 10
num2 = 20
Dim sum As Integer
sum = num1 + num2
MsgBox "两数之和为：" & sum

在这段代码中，首先声明了两个整数变量num1和num2，然后给它们赋值，接着声明了一个变量sum用于存储两数之和，最后通过MsgBox函数显示结果。整个过程就是按照语句的书写顺序依次执行，这就是顺序结构的体现。

选择结构根据条件判断的结果来决定执行不同的代码块。在Visual Basic中，主要通过If...Then...Else语句和Select Case语句来实现选择结构。

If...Then...Else语句的基本形式如下：

Dim score As Integer
score = 85
If score >= 60 Then
    MsgBox "成绩及格"
Else
    MsgBox "成绩不及格"
End If

在这个例子中，根据变量score的值来判断成绩是否及格，如果score大于等于60，就显示“成绩及格”，否则显示“成绩不及格”。

If...Then...ElseIf形式则可以进行多条件判断，例如：

Dim score As Integer
score = 85
If score >= 90 Then
    MsgBox "成绩优秀"
ElseIf score >= 80 Then
    MsgBox "成绩良好"
ElseIf score >= 60 Then
    MsgBox "成绩及格"
Else
    MsgBox "成绩不及格"
End If

这里通过多个ElseIf子句，根据score的不同取值范围给出不同的评价。

Select Case语句适用于根据一个表达式的值在多个分支中进行选择，语法如下：

Dim day As Integer
day = 3
Select Case day
    Case 1
        MsgBox "星期一"
    Case 2
        MsgBox "星期二"
    Case 3
        MsgBox "星期三"
    Case Else
        MsgBox "其他日期"
End Select

在这个例子中，根据变量day的值来显示对应的星期几，如果day的值不在1 - 3之间，则显示“其他日期”。

循环结构用于重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。Visual Basic中有For...Next循环、Do...Loop循环和While...Wend循环。

For...Next循环用于已知循环次数的情况，其基本语法为：

Dim i As Integer
For i = 1 To 5
    MsgBox "当前循环次数：" & i
Next i

在这段代码中，变量i从1开始，每次循环增加1，直到i大于5时停止循环，每次循环都会弹出一个消息框显示当前的循环次数。

Do...Loop循环有多种形式，例如Do While...Loop先判断条件再执行循环体：

Dim num As Integer
num = 1
Do While num <= 5
    MsgBox "当前数字：" & num
    num = num + 1
Loop

这里只要变量num小于等于5，就会执行循环体，在循环体中显示当前数字，并将num的值加1。

而Do...Loop While则是先执行一次循环体，再判断条件：

Dim num As Integer
num = 1
Do
    MsgBox "当前数字：" & num
    num = num + 1
Loop While num <= 5

While...Wend循环相对简单，语法如下：

Dim num As Integer
num = 1
While num <= 5
    MsgBox "当前数字：" & num
    num = num + 1
Wend

它的功能和Do While...Loop类似，都是先判断条件再执行循环体。

结构化编程的优势

结构化编程使得Visual Basic代码逻辑清晰，可读性强。对于大型项目来说，清晰的结构有助于团队成员之间的协作开发。例如，在一个多人参与的财务软件项目中，负责不同模块的开发人员可以很容易地理解彼此的代码结构，因为大家都遵循结构化编程的规范。

同时，结构化编程提高了代码的可维护性。当程序需要修改或添加功能时，由于代码结构清晰，开发人员能够快速定位到需要修改的部分。比如，在一个订单管理系统中，如果需要修改订单状态判断的逻辑，基于结构化编程的代码可以让开发人员迅速找到对应的If...Then...Else语句块进行修改。

此外，结构化编程有助于提高代码的可靠性。通过合理使用控制结构，可以避免一些常见的编程错误，如无限循环等。例如，在使用For...Next循环时，由于明确指定了循环的起始值和结束值，就不容易出现意外的无限循环情况。

Visual Basic模块化设计

模块的概念与类型

在Visual Basic中，模块是将程序代码组织成逻辑单元的一种方式。它有助于将大型程序分解为较小的、更易于管理的部分。Visual Basic中有三种主要的模块类型：标准模块、类模块和窗体模块。

标准模块通常用于存放一些通用的过程和变量，这些过程和变量可以在整个项目的不同部分被调用。例如，在一个企业级应用中，可能会有一个标准模块存放一些常用的数学计算函数，如计算平均值、求和等函数，这些函数可以被不同的窗体或其他模块调用。

下面是一个标准模块中定义函数的示例：

'标准模块代码
Public Function AddNumbers(ByVal num1 As Integer, ByVal num2 As Integer) As Integer
    AddNumbers = num1 + num2
End Function

在其他地方就可以通过调用AddNumbers函数来计算两个数的和，比如在某个窗体的代码中：

'窗体模块代码
Private Sub Command1_Click()
    Dim result As Integer
    result = AddNumbers(10, 20)
    MsgBox "两数之和为：" & result
End Sub

类模块用于创建自定义的对象类型。类模块包含属性、方法和事件。通过类模块，可以将相关的数据和操作封装在一起，实现面向对象编程的一些特性，如封装、继承和多态。例如，在一个游戏开发项目中，可以创建一个Player类模块，该类模块包含Name属性（用于表示玩家名字）、Health属性（用于表示玩家生命值）以及Attack方法（用于表示玩家攻击行为）等。

以下是一个简单的类模块示例：

'类模块代码
Option Explicit
Private m_name As String
Private m_health As Integer

Public Property Get Name() As String
    Name = m_name
End Property

Public Property Let Name(ByVal value As String)
    m_name = value
End Property

Public Property Get Health() As Integer
    Health = m_health
End Property

Public Property Let Health(ByVal value As Integer)
    m_health = value
End Property

Public Sub Attack()
    MsgBox m_name & " 发动了攻击！"
End Sub

在其他模块中可以这样使用这个类：

'标准模块或窗体模块代码
Dim player As New Player
player.Name = "小明"
player.Health = 100
player.Attack

窗体模块则主要用于设计和编写与用户界面相关的代码。每个窗体都有对应的窗体模块，其中包含了处理用户界面事件（如按钮点击、文本框输入等）的代码。例如，在一个登录界面的窗体模块中，会有处理“登录”按钮点击事件的代码，用于验证用户输入的用户名和密码是否正确。

模块化设计的好处

模块化设计使得Visual Basic项目的代码组织更加合理。不同功能的代码被分离到不同的模块中，这样可以提高代码的可维护性。比如，在一个电商网站的后台管理系统中，用户管理功能的代码放在一个模块，商品管理功能的代码放在另一个模块，当需要修改用户管理功能时，不会影响到商品管理模块的代码。

同时，模块化设计提高了代码的重用性。标准模块中的通用过程和类模块创建的对象可以在多个项目或项目的不同部分重复使用。例如，前面提到的计算平均值的函数，如果在多个项目中都有计算平均值的需求，就可以直接复用这个标准模块中的函数，而不需要重新编写代码。

此外，模块化设计有助于团队开发。不同的开发人员可以负责不同的模块，并行开发，提高开发效率。在一个大型企业资源规划（ERP）系统的开发中，一组开发人员可以专注于财务模块的开发，另一组开发人员可以负责库存模块的开发，最后将各个模块集成在一起形成完整的系统。

模块间的调用与通信

在Visual Basic项目中，模块之间需要进行调用和通信。标准模块之间可以直接调用彼此的公共过程和函数。例如，有两个标准模块Module1和Module2，Module1中定义了一个公共函数Function1，Module2就可以直接调用Function1：

'Module1代码
Public Function Function1(ByVal num As Integer) As Integer
    Function1 = num * 2
End Function

'Module2代码
Private Sub Command1_Click()
    Dim result As Integer
    result = Function1(5)
    MsgBox "结果为：" & result
End Sub

类模块与其他模块之间的通信主要通过创建类的实例并调用其属性和方法来实现。如前面Player类模块的例子，在其他模块中创建Player类的实例后，就可以访问其属性和调用其方法。

窗体模块与其他模块也有多种通信方式。窗体模块可以调用标准模块中的公共过程和函数，也可以创建类模块的实例来使用其功能。同时，窗体模块之间也可以通过传递参数等方式进行通信。例如，有两个窗体Form1和Form2，Form1上有一个文本框TextBox1和一个按钮Button1，Form2上有一个标签Label1。当点击Form1上的Button1时，将TextBox1中的内容传递给Form2并显示在Label1上。

首先在Form2中定义一个公共属性来接收传递的值：

'Form2代码
Public Property SetText(ByVal value As String)
    Label1.Caption = value
End Property

然后在Form1的按钮点击事件中进行传递：

'Form1代码
Private Sub Button1_Click()
    Dim frm2 As New Form2
    frm2.SetText = TextBox1.Text
    frm2.Show
End Sub

这样就实现了两个窗体模块之间的通信。

在进行模块间调用和通信时，需要注意变量和过程的作用域。如果希望某个变量或过程能够在不同模块中被访问，需要将其声明为公共（Public）的。同时，要避免模块间出现循环引用的情况，否则可能会导致程序运行错误。例如，如果Module1调用Module2中的过程，而Module2又调用Module1中的过程，就形成了循环引用，这在Visual Basic中是不允许的。

结构化编程与模块化设计的结合

结合的方式与实践

在实际的Visual Basic项目开发中，结构化编程与模块化设计紧密结合，能够打造出高效、可维护的程序。

在模块内部，使用结构化编程来组织代码逻辑。例如，在一个标准模块中实现一个文件读取并处理数据的功能。可以先使用顺序结构进行文件打开、读取数据的操作，然后通过循环结构对读取到的数据进行逐行处理，在处理过程中根据数据的不同情况使用选择结构进行不同的处理逻辑。

'标准模块代码
Public Sub ProcessFile()
    Dim filePath As String
    filePath = "C:\data.txt"
    Dim fileNum As Integer
    fileNum = FreeFile
    Open filePath For Input As #fileNum
    Dim lineText As String
    Do While Not EOF(fileNum)
        Line Input #fileNum, lineText
        If Left(lineText, 1) = "A" Then
            '处理以A开头的数据
            MsgBox "处理以A开头的数据：" & lineText
        ElseIf Left(lineText, 1) = "B" Then
            '处理以B开头的数据
            MsgBox "处理以B开头的数据：" & lineText
        Else
            '处理其他数据
            MsgBox "处理其他数据：" & lineText
        End If
    Loop
    Close #fileNum
End Sub

在这个例子中，首先使用顺序结构打开文件，然后通过Do While...Loop循环逐行读取文件内容，在循环体中使用If...Then...ElseIf选择结构根据每行数据的开头字符进行不同的处理。

不同模块之间通过合理的调用和通信，协同完成整个项目的功能。以一个简单的学生成绩管理系统为例，可能有一个Student类模块用于封装学生的信息（如姓名、成绩等）和相关操作（如计算平均成绩等），一个标准模块用于存放一些通用的文件操作函数（如读取学生成绩文件、保存学生成绩文件等），以及多个窗体模块用于实现用户界面（如输入学生成绩的界面、显示学生成绩统计结果的界面等）。

在输入学生成绩的窗体模块中，用户输入学生姓名和成绩后，点击“保存”按钮，该按钮的点击事件处理代码可以调用标准模块中的文件保存函数，将学生信息保存到文件中。同时，该窗体模块可以创建Student类的实例，将用户输入的成绩等信息传递给Student类实例，并调用其计算平均成绩等方法。

'输入学生成绩的窗体模块代码
Private Sub SaveButton_Click()
    Dim studentName As String
    studentName = TextBox1.Text
    Dim score As Integer
    score = Val(TextBox2.Text)
    '调用标准模块的文件保存函数
    SaveStudentInfo(studentName, score)
    '创建Student类实例
    Dim student As New Student
    student.Name = studentName
    student.Score = score
    Dim avgScore As Single
    avgScore = student.CalculateAverage()
    MsgBox "该学生平均成绩为：" & avgScore
End Sub

在显示学生成绩统计结果的窗体模块中，可以调用标准模块的文件读取函数，读取学生成绩信息，然后创建Student类实例来处理这些信息，并在界面上显示统计结果。

结合带来的项目优势

结构化编程与模块化设计的结合使得项目的架构更加清晰。不同功能模块之间职责明确，模块内部代码逻辑也通过结构化编程清晰呈现。这有助于新加入项目的开发人员快速了解项目结构和代码逻辑，降低学习成本。例如，一个新开发人员加入学生成绩管理系统项目，通过查看不同模块的功能和内部的结构化代码，能够很快上手进行开发和维护工作。

这种结合方式提高了项目的可扩展性。当项目需要增加新功能时，可以通过创建新的模块或者在现有模块中添加符合结构化编程规范的代码来实现。比如，在学生成绩管理系统中，如果需要增加对学生成绩进行排名的功能，可以创建一个新的标准模块来实现成绩排名算法，然后在相关的窗体模块中调用该模块的函数，而不会对其他不相关的模块造成太大影响。

同时，结构化编程与模块化设计的结合也增强了项目的稳定性。由于模块之间相对独立，且模块内部代码逻辑清晰，出现错误时更容易定位和修复。例如，在上述学生成绩管理系统中，如果文件读取模块出现问题，开发人员可以快速定位到标准模块中负责文件读取的代码部分进行调试和修复，而不会影响到其他模块的正常运行。

实际项目案例分析

项目背景与需求

假设我们要开发一个小型的图书管理系统。该系统主要面向小型图书馆，用于管理图书的借阅和归还记录，以及图书信息的查询和维护。

具体需求如下：

  1. 能够添加新的图书信息，包括书名、作者、ISBN号、出版年份等。
  2. 可以记录读者的借阅和归还记录，包括读者姓名、借阅日期、归还日期等。
  3. 支持根据书名、作者或ISBN号查询图书信息。
  4. 能够统计当前借出的图书数量以及逾期未还的图书数量。

结构化编程在项目中的应用

在实现图书添加功能时，我们使用结构化编程来组织代码。首先，通过顺序结构获取用户在界面上输入的图书信息，然后进行数据验证（使用选择结构判断输入是否合法），如果合法则将图书信息保存到数据库（这部分操作也可以看作是顺序结构中的一个步骤）。

'添加图书的窗体模块代码
Private Sub AddBookButton_Click()
    Dim bookTitle As String
    bookTitle = TextBox1.Text
    Dim author As String
    author = TextBox2.Text
    Dim isbn As String
    isbn = TextBox3.Text
    Dim publishYear As Integer
    If IsNumeric(TextBox4.Text) Then
        publishYear = Val(TextBox4.Text)
    Else
        MsgBox "出版年份必须为数字！"
        Exit Sub
    End If
    '验证ISBN号格式是否正确
    If Len(isbn) = 13 And IsNumeric(isbn) Then
        '保存图书信息到数据库
        SaveBookInfo(bookTitle, author, isbn, publishYear)
        MsgBox "图书添加成功！"
    Else
        MsgBox "ISBN号格式不正确！"
    End If
End Sub

在这个代码片段中，首先按照顺序获取用户输入的信息，然后通过If...Then...Else选择结构验证出版年份是否为数字以及ISBN号格式是否正确，根据验证结果执行不同的操作。

在实现图书查询功能时，根据用户选择的查询方式（书名、作者或ISBN号），使用选择结构来执行不同的查询逻辑。

'查询图书的窗体模块代码
Private Sub SearchButton_Click()
    Dim searchType As Integer
    searchType = Combo1.ListIndex
    Dim searchValue As String
    searchValue = TextBox1.Text
    Select Case searchType
        Case 0 '按书名查询
            Dim booksByTitle As Collection
            booksByTitle = SearchBooksByTitle(searchValue)
            DisplaySearchResults(booksByTitle)
        Case 1 '按作者查询
            Dim booksByAuthor As Collection
            booksByAuthor = SearchBooksByAuthor(searchValue)
            DisplaySearchResults(booksByAuthor)
        Case 2 '按ISBN号查询
            Dim bookByIsbn As Book
            bookByIsbn = SearchBookByIsbn(searchValue)
            Dim results As New Collection
            results.Add bookByIsbn
            DisplaySearchResults(results)
    End Select
End Sub

这里通过Select Case语句根据用户在下拉框（Combo1）中选择的查询类型，执行相应的查询函数，并显示查询结果。

模块化设计在项目中的应用

我们将图书管理系统划分为多个模块。创建一个Book类模块来封装图书的属性和操作。Book类模块包含Title（书名）、Author（作者）、ISBN（ISBN号）、PublishYear（出版年份）等属性，以及Save（保存图书信息到数据库）、Load（从数据库加载图书信息）等方法。

'Book类模块代码
Option Explicit
Private m_title As String
Private m_author As String
Private m_isbn As String
Private m_publishYear As Integer

Public Property Get Title() As String
    Title = m_title
End Property

Public Property Let Title(ByVal value As String)
    m_title = value
End Property

Public Property Get Author() As String
    Author = m_author
End Property

Public Property Let Author(ByVal value As String)
    m_author = value
End Property

Public Property Get ISBN() As String
    ISBN = m_isbn
End Property

Public Property Let ISBN(ByVal value As String)
    m_isbn = value
End Property

Public Property Get PublishYear() As Integer
    PublishYear = m_publishYear
End Property

Public Property Let PublishYear(ByVal value As Integer)
    m_publishYear = value
End Property

Public Sub Save()
    '将图书信息保存到数据库的代码
    Dim sql As String
    sql = "INSERT INTO Books (Title, Author, ISBN, PublishYear) VALUES ('" & m_title & "', '" & m_author & "', '" & m_isbn & "', " & m_publishYear & ")"
    '执行SQL语句的代码
End Sub

Public Sub Load(ByVal isbn As String)
    '从数据库加载图书信息的代码
    Dim sql As String
    sql = "SELECT Title, Author, PublishYear FROM Books WHERE ISBN = '" & isbn & "'"
    '执行SQL语句并填充属性的代码
End Sub

创建一个标准模块来存放一些通用的数据库操作函数，如连接数据库、执行SQL语句等。

'标准模块代码
Option Explicit
Public Function ConnectDB() As ADODB.Connection
    Dim conn As New ADODB.Connection
    conn.ConnectionString = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=C:\library.mdb"
    conn.Open
    Set ConnectDB = conn
End Function

Public Function ExecuteSQL(ByVal sql As String) As ADODB.Recordset
    Dim conn As ADODB.Connection
    Set conn = ConnectDB()
    Dim rs As New ADODB.Recordset
    rs.Open sql, conn, adOpenStatic, adLockReadOnly
    Set ExecuteSQL = rs
    conn.Close
    Set conn = Nothing
End Function

各个窗体模块负责实现用户界面相关的功能，如添加图书的窗体、查询图书的窗体、显示借阅记录的窗体等。这些窗体模块通过调用Book类模块的方法和标准模块的数据库操作函数来完成相应的功能。例如，添加图书的窗体模块在获取用户输入并验证后，创建Book类的实例并调用其Save方法将图书信息保存到数据库。

'添加图书的窗体模块代码
Private Sub AddBookButton_Click()
    Dim book As New Book
    book.Title = TextBox1.Text
    book.Author = TextBox2.Text
    book.ISBN = TextBox3.Text
    book.PublishYear = Val(TextBox4.Text)
    book.Save()
    MsgBox "图书添加成功！"
End Sub

通过这种模块化设计，不同功能的代码被分离，使得代码结构清晰，易于维护和扩展。如果需要修改数据库连接方式或者添加新的图书属性，只需要在相应的标准模块或Book类模块中进行修改，而不会影响到其他模块的正常运行。同时，结构化编程确保了每个模块内部代码逻辑的清晰和可靠，使得整个图书管理系统能够高效稳定地运行。

综上所述，在Visual Basic开发中，结构化编程与模块化设计相辅相成，对于构建高质量、可维护、可扩展的应用程序具有至关重要的作用。无论是小型项目还是大型企业级应用，合理运用这两种编程理念和方法，都能够提高开发效率，降低开发成本，提升软件质量。